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钢结构用材料的检测
作者: 来源: 发布时间:2017-12-08 10:18:48

钢(gang)结构用材料的检(jian)测


   钢结构用材料检测的内容主要包括:材料力学性能检验、材料成分化学检验、材料金相检验、材料缺陷、损伤及表面质量检测。

    一、钢(gang)结(jie)构材料检测(ce)的基本(ben)规定

 既有(you)钢结构(gou)(gou)(gou)(gou)材料性能(neng)抽(chou)样检测时的抽(chou)样批,应按(an)照制作安装(zhuang)批次、结构(gou)(gou)(gou)(gou)构(gou)(gou)(gou)(gou)件种类、板件和零部(bu)件规格(ge)以及(ji)结构(gou)(gou)(gou)(gou)现(xian)状(zhuang)情况进(jin)行组批,以保(bao)证所(suo)取样本具有(you)良好的代(dai)表性。其中的结构(gou)(gou)(gou)(gou)现(xian)状(zhuang)是(shi)指有(you)明(ming)显变(bian)形(xing)、损伤或锈蚀等现(xian)象,具有(you)这类现(xian)象的构(gou)(gou)(gou)(gou)件或节点应单(dan)独组批。如果(guo)由(you)于时间久远已无法了(le)解或确定(ding)制作安装(zhuang)批次时,可不考虑这一因素。

 对(dui)于钢(gang)(gang)结(jie)(jie)(jie)构(gou)构(gou)件(jian)(jian)(jian),如果(guo)外(wai)防护(hu)措施得当(dang)、维护(hu)制度合理且实施正常(chang),通常(chang)钢(gang)(gang)材材料(liao)(liao)(liao)性(xing)(xing)能不会(hui)因(yin)使用时(shi)(shi)(shi)间(jian)长久而发生影响(xiang)结(jie)(jie)(jie)构(gou)构(gou)件(jian)(jian)(jian)受力性(xing)(xing)能甚至承载能力的(de)显著(zhu)变(bian)(bian)化(hua)(hua)。如果(guo)有(you)变(bian)(bian)化(hua)(hua),多数情(qing)况下时(shi)(shi)(shi)材料(liao)(liao)(liao)时(shi)(shi)(shi)效效应,这(zhei)类效应变(bian)(bian)化(hua)(hua)也(ye)会(hui)在(zai)(zai)较短(duan)的(de)时(shi)(shi)(shi)间(jian)内完成。因(yin)此,在(zai)(zai)钢(gang)(gang)结(jie)(jie)(jie)构(gou)材料(liao)(liao)(liao)性(xing)(xing)能检测(ce)时(shi)(shi)(shi),若经现场实际调查证明原(yuan)(yuan)(yuan)材料(liao)(liao)(liao)质量记录(lu)资(zi)料(liao)(liao)(liao)可(ke)(ke)靠,就(jiu)可(ke)(ke)按原(yuan)(yuan)(yuan)记录(lu)资(zi)料(liao)(liao)(liao)确定(ding)材料(liao)(liao)(liao)的(de)性(xing)(xing)能指标;或(huo)者(zhe)(zhe)若能够找到(dao)被鉴定(ding)结(jie)(jie)(jie)构(gou)施工(gong)时(shi)(shi)(shi)原(yuan)(yuan)(yuan)结(jie)(jie)(jie)构(gou)构(gou)件(jian)(jian)(jian)的(de)余料(liao)(liao)(liao),就(jiu)可(ke)(ke)将该(gai)余料(liao)(liao)(liao)加工(gong)成试样进行检验,确定(ding)材料(liao)(liao)(liao)的(de)性(xing)(xing)能指标;或(huo)者(zhe)(zhe)经调查确认被鉴定(ding)结(jie)(jie)(jie)构(gou)主(zhu)要构(gou)件(jian)(jian)(jian)的(de)材料(liao)(liao)(liao)与其(qi)次(ci)(ci)要构(gou)件(jian)(jian)(jian)的(de)材料(liao)(liao)(liao)为同一(yi)批次(ci)(ci)材料(liao)(liao)(liao),就(jiu)可(ke)(ke)在(zai)(zai)其(qi)次(ci)(ci)要构(gou)件(jian)(jian)(jian)上取样检验确定(ding)材料(liao)(liao)(liao)的(de)性(xing)(xing)能指标。

    二、钢结构材料力学性能检测

 1、构件(jian)钢(gang)材(cai)(母材(cai))的力学性能指标

 材料强度:屈服(fu)强度σs、抗拉强度σb、屈强比(σs/σb)

 材料塑(su)性(xing):伸长率δ、断面收缩率ψ

 冲击韧性(xing):Ak

 冷弯性能(neng):a、a/d

 抗(kang)层(ceng)状撕裂(lie)性能:Z

 2、焊接材料力(li)学性(xing)能指标(biao)

 材料强(qiang)度:规定非比例延伸强度σs、抗拉强度σb

 材(cai)料(liao)塑性:断后伸长率δ

 冲击韧性:Ak

 3、高强度大六角头(tou)螺栓(shuan)连接副

 扭矩系数(shu):螺(luo)栓楔负载强度(du);螺(luo)母保(bao)证荷载;螺(luo)母和垫圈硬度(du)。

 4、扭剪型高强(qiang)度螺(luo)栓连接(jie)副。

 紧固(gu)轴力(li);螺栓楔负载强(qiang)度(du);螺母保证荷载;螺母和垫(dian)圈硬度(du)。

 5、普(pu)通(tong)螺栓

 螺栓最小拉力。

 6、钢网(wang)架螺栓球(qiu)节点用高强(qiang)度螺栓

 拉(la)力;硬度。

 现(xian)场(chang)检测(ce)的(de)取样(yang)(yang)位置、取样(yang)(yang)数量(liang)及(ji)取样(yang)(yang)方法,对(dui)于既有钢结构除参照现(xian)行(xing)规范(fan)和规程(cheng)外,尚应(ying)(ying)考(kao)虑现(xian)场(chang)实际情况,应(ying)(ying)由检测(ce)工程(cheng)师协(xie)商确定。力学性能的(de)评定标准按照相应(ying)(ying)的(de)国(guo)家标准确定。

 既有(you)钢结构检测中,对于检测前不能确定牌(pai)号的(de)钢材,应根据(ju)取(qu)样(yang)实验(yan)(yan)结果确定钢材牌(pai)号。若取(qu)样(yang)试(shi)(shi)验(yan)(yan)后无(wu)法根据(ju)试(shi)(shi)验(yan)(yan)结果确定钢材牌(pai)号,则该钢材的(de)强度(du)设计值按屈服(fu)强度(du)试(shi)(shi)验(yan)(yan)结果最低值的(de)0.85倍确定。

 另外(wai),当不能确定被检钢(gang)结构材料是否按照国家现行(xing)产品标准生产时,检测结果除提供(gong)钢(gang)材力学性能指标外(wai),还应(ying)补充提供(gong)拉(la)伸曲线。

    三(san)、钢(gang)结构(gou)材料(liao)化学成分(fen)检验分(fen)析

 除铁(Fe)元素外,钢结构材料中的其他主要化学成分包括:碳(C)、硫(S)、磷P)、硅(Si)、锰(Mn)。目前,钢结构检测中钢材常规化学成分检测的内容为上述五类元素。

    钢结构材料化学成分检测取(qu)样,可直接(jie)利用力学性(xing)能检验的样品制(zhi)作(zuo)试样,取(qu)样数量、实验方法(fa)和(he)评定标(biao)准按照相应的国家(jia)标(biao)准确定。

    四、钢结构材料缺(que)陷和损伤的(de)无损检测

 钢(gang)结构(gou)材料中,缺(que)陷和(he)损(sun)伤的(de)(de)类别和(he)形(xing)式很(hen)多,当缺(que)陷和(he)损(sun)伤的(de)(de)尺(chi)寸(cun)达到一定的(de)(de)数值时,会影(ying)响(xiang)构(gou)件(jian)(jian)或(huo)零(ling)件(jian)(jian)的(de)(de)受力(li)性能或(huo)安全(quan)(quan)性,有(you)时甚(shen)至危及结构(gou)的(de)(de)安全(quan)(quan)使用。另(ling)外,有(you)些缺(que)陷或(huo)损(sun)伤如(ru)裂(lie)纹即(ji)使尺(chi)度很(hen)小,也会严重影(ying)响(xiang)构(gou)件(jian)(jian)的(de)(de)受力(li)性能或(huo)安全(quan)(quan)性,因此,对钢(gang)构(gou)件(jian)(jian)材料进行(xing)探伤检测非常必要。

 1、钢结构(gou)材(cai)料缺陷和损伤的检测方(fang)法

 钢(gang)构件表(biao)面缺(que)陷和损伤(shang)检(jian)测,常采用裸眼或(huo)(huo)辅以低倍放大(da)镜观(guan)察、或(huo)(huo)磁粉探伤(shang)、或(huo)(huo)渗透探伤(shang)的方法。钢(gang)构件内(nei)部缺(que)陷和损伤(shang)检(jian)测,常采用超声(sheng)波或(huo)(huo)X射线无损探伤的方法

 2、检测(ce)抽样比例

既有钢结构现场检测,主要承(cheng)重构件(jian)及节点(dian)的抽样(yang)数量(liang)为(wei)100%,其余一般构件和节点不少于20%;连接接头中的高强度螺栓,不少于八个每批;螺栓球节点,每种规格5%,且不应少于五个;焊接球节点,每种规格5%,且不应少于三个;索节点每种规格5%,且不应少于三个。

   在检(jian)测(ce)过程(cheng)中,若发(fa)现影响结构承载能力的(de)(de)严重缺(que)陷时,对有缺(que)陷的(de)(de)构件及节点(dian)(dian)应全(quan)数(shu)检(jian)测(ce)。另(ling)外(wai),对于(yu)事(shi)故(gu)或灾(zai)害后的(de)(de)钢结构,主要承重构件及节点(dian)(dian)的(de)(de)受损部位也(ye)应全(quan)数(shu)检(jian)测(ce)。
   钢结构(gou)材料(liao)缺陷和损伤的评定(ding)(ding)标准(zhun)按照(zhao)相应的国(guo)家(jia)标准(zhun)确定(ding)(ding)。

    本节(jie)(jie)提(ti)到的(de)主(zhu)要(yao)构件和(he)主(zhu)要(yao)节(jie)(jie)点(dian),是指(zhi)钢(gang)结(jie)构系统中处(chu)于主(zhu)要(yao)传力路线上(shang)的(de)构件和(he)节(jie)(jie)点(dian),这类构件和(he)节(jie)(jie)点(dian)一旦发生破坏(huai),将导致结(jie)构发生整体失稳或倒塌破坏(huai)。承重钢(gang)结(jie)构系统中主(zhu)要(yao)构件和(he)主(zhu)要(yao)节(jie)(jie)点(dian)的(de)确(que)定原则如下:
    a:位于结构(gou)体系(xi)中(zhong)主(zhu)要传力路径上的(de)构(gou)件(jian)和节点,均为主(zhu)要构(gou)件(jian)和主(zhu)要节点。
    b:连接于主要传力支座和柱(zhu)脚的受(shou)力构(gou)件均为主要构(gou)件。
    c:主要传力(li)支座和柱脚均(jun)为主要节点

    五、钢结(jie)构材料金相检测

 钢结(jie)构(gou)在长期使(shi)用过程中,如果(guo)防护(hu)不好或遭受灾害(hai)灾害(hai)影响,材料(liao)性(xing)能会逐(zhu)渐劣化,材料(liao)的(de)(de)显(xian)(xian)微(wei)组(zu)织(zhi)可能发生不同程度(du)的(de)(de)变化,例(li)如经过高(gao)温后,金(jin)相组(zu)织(zhi)会出(chu)现魏氏(shi)形貌,显(xian)(xian)微(wei)组(zu)织(zhi)不均匀分布,这些变化将(jiang)导致材料(liao)塑性(xing)降低,材料(liao)屈服点不明(ming)显(xian)(xian)等(deng),都将(jiang)影响钢结(jie)构(gou)的(de)(de)使(shi)用性(xing)能,因此,必要(yao)时,应进行钢材显(xian)(xian)微(wei)金(jin)相检测。
   通过金相检测(一般需要配合(he)其他检测手段),可以找出钢结(jie)构材(cai)料(liao)失效(xiao)的原因和影响(xiang)因素,为结(jie)构修复或加固提出改进措(cuo)施(shi),以防止同类失效(xiao)现(xian)象的重复出现(xian)。
   1、钢结构材料金相检测的取样
   钢材(cai)金相检(jian)测的取样部位(wei),主要为开裂(lie)、应力集(ji)中、过热(re)、变形或(huo)其它怀疑有材(cai)料组(zu)织变化的部位(wei)。
   2、钢结构材料金相检(jian)(jian)测的检(jian)(jian)测方法
   钢结构(gou)材料(liao)金(jin)相检测方法可采(cai)用现(xian)场(chang)复膜金(jin)相检验(yan)(yan)(yan)法、或(huo)使用便携式(shi)显微(wei)镜(jing)现(xian)场(chang)检测法、或(huo)现(xian)场(chang)取样在实验(yan)(yan)(yan)室进行宏观、微(wei)观、断口等金(jin)相检验(yan)(yan)(yan)。
钢结构(gou)材(cai)料金相(xiang)检测的评定标准(zhun)按照相(xiang)应(ying)的国家标准(zhun)确定。


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